Des scientifiques chinois augmentent les protéines du maïs comme aliment en clonant avec succès un gène mutant dans le maïs sauvage

Les ancêtres de l’être humain ont commencé à domestiquer le maïs il y a 9 000 ans et ont progressivement transformé le téosinte de maïs sauvage ressemblant à une mauvaise herbe en celui que nous avons aujourd’hui. Source: Le papier

Un couple de scientifiques à Shanghai a cloné un gène mutant dans le maïs sauvage après 10 ans d’efforts, augmentant considérablement la teneur en protéines du maïs. Cette étude est non seulement bénéfique pour l’amélioration génétique de la teneur en protéines des grains de maïs modernes, mais a également une importance directrice importante pour la réduction de l’application d’engrais et la protection de l’environnement écologique à l’avenir.

L’équipe de recherche de Wu Yongrui du Centre d’excellence en sciences moléculaires des plantes de l’Académie chinoise des sciences et l’équipe de recherche de Wang Wenqin de l’Université normale de Shanghai ont publié conjointement un article de recherche intitulé « THP9 améliore la teneur en protéines des graines et l’efficacité de l’utilisation de l’azote dans le maïs » sur Nature jeudi, marquant que Teosinte High Protein 9 (THP9), une variante clé du gène contrôlant la formation de protéines de haute qualité et l’utilisation efficace de l’azote dans le maïs, a été clonée avec succès à partir de maïs sauvage.

Depuis la domestication du maïs par l’être humain il y a déjà 9 000 ans, le maïs est devenu l’une des cultures les plus productives au monde, avec une production annuelle mondiale de 1,2 milliard de tonnes, dont 270 millions de tonnes en Chine, selon les médias. .

Plus de 70 pour cent du maïs est utilisé pour l’alimentation animale, qui est également le type d’alimentation le plus couramment utilisé et le plus important. Cependant, la teneur en protéines des grains de la plupart des hybrides est inférieure à 8 % en raison de la faible teneur en protéines des grains du maïs commun, il est donc souvent nécessaire de compléter les protéines de soja dans les aliments pour animaux.

Cependant, la Chine dépend fortement des importations de soja, qui est devenu un problème de « goulot d’étranglement » dans l’industrie du bétail et de la volaille du pays. Une augmentation de 1 point de pourcentage de la teneur en protéines du maïs ordinaire indique que la Chine peut importer près de 8 millions de tonnes de soja en moins.

À cet égard, l’augmentation de la teneur en protéines de maïs n’est pas seulement une exigence stratégique pour assurer la sécurité alimentaire nationale, mais aussi l’un des moyens importants d’assurer le développement sain de l’industrie du bétail et de la volaille et de l’industrie de la fabrication d’aliments pour animaux.

Le mécanisme de formation de protéines élevées dans le maïs sauvage est un problème non résolu depuis longtemps, car les gènes clés pour contrôler la teneur totale en protéines et l’utilisation efficace de l’azote dans le maïs n’ont pas été trouvés.

Les deux équipes de recherche ont commencé en 2012 à rechercher des matériaux donneurs de maïs à haute teneur en protéines, la détermination de la teneur en protéines, l’analyse génétique et la construction de la population, et sont parvenues à une conclusion expérimentale importante selon laquelle le maïs sauvage contient des gènes clés contrôlant la teneur élevée en protéines.

Les équipes ont créé en continu plus de 10 générations de matériel génétique, extrait plus de 40 000 échantillons d’ADN pour l’identification du génotype et déterminé la teneur en protéines de plus de 20 000 échantillons pour l’analyse du phénotype, et enfin cloné le premier gène majeur THP9 contrôlant la haute teneur en protéines dans maïs.

La photo de l'équipe de recherche de Wu Yongrui travaillant dans un champ de maïs à Sanya, dans la province de Hainan (sud de la Chine).  Source: Le papier

La photo de l’équipe de recherche de Wu Yongrui travaillant dans un champ de maïs à Sanya, dans la province de Hainan (sud de la Chine). Source: Le papier

En outre, les équipes de recherche ont mené une expérience de terrain à grande échelle à Sanya, dans la province de Hainan (sud de la Chine), pour introduire l’hybride ThP9-T du gène à haute teneur en protéines du maïs sauvage dans le cultivar de production de maïs Zheng Dan 958, qui possède la plus grande zone de plantation en Chine. le pays. Il peut augmenter de manière significative la teneur en protéines de la semence hybride, ce qui indique que le gène a un potentiel d’application important dans la culture du maïs à haute teneur en protéines.

À l’heure actuelle, les résultats de la recherche passent du laboratoire à un champ d’application plus large, grâce à la coopération avec une entreprise de sélection de la province de l’Anhui (est de la Chine), qui pourrait en fait être commercialisée, selon les initiés.

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